Failure analysis on the collapse of a power transmission line by use of FEA

On October 29, 2018, one among the towers part of the high-voltage power transmission line in AlbulaPass, Switzerland, collapsed due to an extreme windstorm event, causing a cascade sequence on other three elements of the latter. The study hereby reported discusses about the effective and reliable modeling of both the lattice towers and the line as a whole, with the purposes of estimating the load-bearing capacity, identifying possible failure positions, and replicating the dynamics of the event. To accomplish that, Finite Element Analysis (FEA) was employed via the software Abaqus CAE 2021 [1] and different analysis procedures and modeling strategies have been investigated with the purpose of better simulating structural instabilities both in simple and complex structures. An imperfection sensitivity on the single tower model has been performed, under reasonable load assumptions and aiming to detect possible unfavorable failure modes and load-bearing capacity. Ultimately, possible cascade dynamics of the entire line have been proposed and analyzed, and the shortcomings of the proposed approaches have been discussed.

Il 29 ottobre 2018, uno dei piloni della linea di trasmissione ad alta tensione al Passo dell'Albula, in Svizzera, è crollato a causa di un forte temporale provocando una sequenza a cascata su altri tre elementi di quest'ultima. Lo studio qui riportato si occupa della modellazione efficace ed affidabile sia dei tralicci che della linea nel suo complesso, al fine di stimare la capacità portante, identificare la posizione di rottura e replicare la dinamica dell'evento. A tal fine, è stata utilizzata l'analisi agli elementi finiti (FEA) tramite il software Abaqus CAE 2021 e sono state studiate diverse procedure di analisi e strategie di modellazione con l'intento di simulare correttamente le instabilità strutturali sia in strutture semplici che più complesse. È stata eseguita una sensibilità all'imperfezione sul modello di torre singola, in base a ipotesi di carico ragionevoli e con l'obiettivo di rilevare possibili modalità di rottura sfavorevoli e capacità di carico. Infine, sono state proposte e analizzate le possibili dinamiche del collasso in sequenza dell'intera linea e sono state discusse le carenze degli approcci proposti.